第八章 复用与多址技术

第八章复用与多址技术

多路复用技术 FDM,TDM,OFDM

多址技术FDMA、TDMA和CDMA

8.1复用的基本原理复用是指把多路信号复合在一起进行传输的技术。在发送端将信号合在一起的过程叫作复接，在接收端把它们分开的过程称作分接。要求各路信号之间满足正交条件。信号正交的概念 我们就说在x的取值区间（x1，x2）上是正交的。对于n个信号互相正交的条件须满足相互两两正交。周期为T的信号的正交：码组正交

两个二进制数字序列(码组)、，若相关系数，则称其互为正交。包含多个码组的码组空间，若其中任意两码组间均满足互相正交关系，则称其为正交编码空间。 互相关系数

8.2频分复用

多路载波传输系统组群方案

分群等级

容量（路数）

带宽（KHz）

工作频段（KHz）

基群

超群

主群

超主群

12MHz

60MHz

12

60=5x12

300=5x60

900=3x300

2700=3x900

10800=12x900

48

240

1200

3600

10.8MHz

43.2MHz

60-108

312-552

812-2044

8516-12388

两级复接分接原理图

广播电视信号的复用

MHz0.751.256.58MHz1.254.433618750.750.75

图像载波(a)黑白电视(b)彩色电视(c)接收机中放通道滤波器MHz波分复用

1l光源2l光源nl光源M合波器分波器1l检测器2l检测器nl检测器Mch1ch2Ch2ChnChn(a)波分系统结构系统的光带宽度强谱光自发辐射噪声光信号波长

7654321lllllll(b)WDM系统的频谱分布Ch1

8.3OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）——正交频分复用技术

OFDM系统中，各子信道的载波信号满足相互正交的条件，因此已调信号的频谱可以相互重叠配置。

M个子载波的等效基带信号表示为

OFDM信号频谱图

其正交特性满足：

4个子载波的波形图

OFDM系统发送和接收的模型图

OFDM发送系统结构框图符号生成IDFT射频输出插入保护间隔加窗OFDM符号并/串变换串/并变换D/A转换插入导频OFDM接收系统结构框图A/D变换DFT同步和去保护间隔串/并变换并/串变换符号检测射频接收输出IDFT变换

DFT变换OFDM技术应用

OFDM技术的应用领域主要体现在以下几个方面。 一:高清晰度数字电视广播

OFDM在数字广播电视系统中首先获得应用，其中数字音频广播（DAB）标准是第一个正式使用OFDM的标准。 二：无线局域网欧洲的HiperLAN/2物理层，IEEE802.11a和IEEE802.11g标准，802.11n双频工作模式（包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段）均采用了OFDM。 三：宽带无线接入在宽带无线接入（BWA）IEEE802.16中得到应用。 四：下一代移动通信系统OFDM技术也将成为下一代蜂窝式移动通信网络的有力支撑。如MC-CDMA技术。同时在对4G的研究中，OFDM技术同其他先进技术，如MIMO技术的联合应用成为其中的关键技术内容。8.4时分复用多路PAM信号时分复用按位复用的TDM数字信号数字复接及码速调整

正码速调整原理

8.5准同步数字系列（PDH）

基于数字语音PCM信号的时分多路组群方案8.6同步数字系列（SDH）

SDH的传输速率与帧结构

STM-1帧结构

我国SDH的基本复用结构

SDH传输系统配置图

8.7多址技术的原理

频分多址

FDMA帧帧帧521

TTT521

TTT521

TTT1T1T1T5T2T时隙ABC基站移动台5T2T2Ta）由基站向移动台传输帧帧521

TTT

21TT521

TTT时隙基站CBA)1(T)5(T)2(Tb）由移动台向基站传输8-19TDMA移动通信系统工作原理图时分多址

TDMA码分多址CDMA

在码分多址系统中，所有用户信号均占用信道的全部带宽和时间。在频域和时域上，它们是互相叠加在一起的。接收机采用相关检测器将具有特定码型的用户信号解调出来,而其它不相关的信号则相当于“背景噪声”。理论基础：香农公式

8.8

扩频通信技术

直接序列扩频通信系统处理增益Gp

信码DS加扩解扩变化过程

干扰容限，用表示

8.9m序列

最长线性反馈移存器序列的简称

1、均衡性

2、游程特性

3、移位相加特性

4、自相关特性

m序列的自相关函数

m序列的构造——反馈的线性反馈移存器

递推方程母函数特征多项式本原多项式

1、为既约多项式；

2、为的一个因子，其中

3、当q<p时，不可能整除

当满足这些条件时，被称为本原多项式。按本原多项式构造的线性反馈移存器能产生出周期为p的m序列

例10-1

构造一个4级移存器的m序列

m序列的应用 m序列是伪随机序列中最重要的的一种，它具有良好的伪随机特性，并且产生方法简单，因而得到了广泛的应用。比如在CDMA移动通信系统IS-95中，选择长周期的m序列专用于频谱扩展，与Walsh正交码组共同完成码分多址接入的信道编码过程。除了在CDMA中的应用以外，m序列还有其他许多实际应用，如用于误码率测量中的随机信号源，仿真技术中的伪随机序列发生器，用于无线电信号测距，如习题中所描述的那样。此外m序列也可以用于数据加扰、保密通信等领域。

8.10群同步技术

起止式同步法 例如：

集中插入法巴克（Barker）码